Đề tài Chất tạo ngọt trong thực phẩm

PAGE  PAGE 23 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÁI TẬP MÔN HÓA HỌC THỰC PHẨM CHẤT TẠO NGỌT NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN: TÔN NỮ KHÁNH MINH TRẦN NGỌC TRƯỜNG GIANG GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.S TÔN NỮ MINH NGUYỆT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 11/2009MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT TẠO NGỌT 3 CHƯƠNG 2: CHẤT TẠO NGỌT CÓ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG 5 2.1 NHÓM GLUCID 5 2.1.1 Monosaccharide 5 2.1.2 Disaccharide 7 2.2 CHẤT TẠO NGỌT DẠNG HỖN HỢP 8 2.2.1 Đường nghịch đảo 8 2.2.2 Syrup thủy phân từ tinh bột 8 2.2.3 Mật ong thiên nhiên 8 2.3 NHÓM POLYOLS 9 2.3.1 Xylitol 9 2.3.2 Sorbitol 10 2.3.3 Mannitol 11 2.3.4 Lactitol 12 2.3.5 Maltitol 13 2.3.6 Isomalt 14 2.3.7 Glucose syrup đã hydrogen hóa 15 CHƯƠNG 3: CHẤT TẠO NGỌT KHÔNG CÓ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG 16 3.1 CHẤT TẠO NGỌT KHÔNG CÓ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CÓ NGUỒN GỐC TỪ THIÊN NHIÊN 16 3.1.1 Glycyrrhizin 16 3.1.2 Stevioside 17 3.1.3 Dihydrochalcone 17 3.1.4 Monelline 18 3.1.5 Thaumatin 19 3.1.6 Miraculin 19 3.2 CHẤT TẠO VỊ NGỌT TỔNG HỢP, KHÔNG CÓ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG 20 3.2.1 Saccharine 20 3.2.2 Cyclamate 22 3.2.3 Acesulfame K 22 3.2.4 Aspartame 23 3.2.5 Sucralose 26 3.2.6 Siêu bột ngọt 27  CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẤT TẠO NGỌT Chất tạo ngọt là phụ gia thực phẩm, được sử dụng khá phổ biến trong công nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm. Chất tạo ngọt có nhiều lại ứng với các cấu trúc và tính chất hóa học khác nhau. Đến nay, các nhà khoa học đã tìm thấy hàng trăm chất hóa học có khả năng tạo vị ngọt. Chúng được chiết tách từ thực vật hoặc được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp. Tuy nhiên, chỉ vài phụ chất được phép sử dụng trong công nghệ thực phẩm. Tùy vào quy định của mỗi quốc gia, mà danh mục chất tạo ngọt cho phép sử dụng có thể khác nhau. Có nhiều phương pháp phân loại các chất tạo vị ngọt. Theo Branen và cộng sự (1989), các chất tạo vị ngọt có thể chia thành hai nhóm: có giá trị dinh dưỡng và không có giá trị dinh dưỡng. Chất tạo ngọt Có giá trị dinh dưỡng Không có giá trị dinh dưỡng Glucid Polyols Tự nhiên Tổng hợp Disaccharide Hỗn hợp Đơn giản Hỗn hợp Saccharose Mantose Lactose Glusoce Fructose Galactose Đường nghịch đảo Syrup thủy phân từ tinh bột Mật ong Xylitol Sorbitol Mannitol Maltitol Lactitol Glucose syrup được hydrogen hóa Isomalt Glycyrrhi-zin Stevioside Thaumatin Monelin Miracullin Dihidroch-alcone Saccharine Cyclamate Acesulfame Aspartame Sucralose Dulcine Monosaccharide Bảng 1.1: Phân loại các chất tạo vị ngọt theo Branen và cộng sự (1989) Khi sử dụng các chất tạo ngọt, người ta thường quan tâm đến ba khái niệm dưới đây: Vị ngọt: Vị ngọt của Saccharose được xem là vị ngọt chuẩn. Một số chất ngọt có thể có vị ngọt pha lẫn (vd: glycyrrhizin có vị ngọt pha lẫn vị cam thảo) Ngưỡng phát hiện: Nồng độ thấp nhất của dung dịch chất tạo vị ngọt để người sử dụng có thể cảm nhận và phát hiện được vị ngọt Độ ngọt tương đối: Thường được so sánh với độ ngọt của chất chuẩn – Saccharose. Việc xác định độ ngọt tương đối được thực hiện bằng cách so sánh tỷ lệ nồng độ chất tạo ngọt cần tím với chất chuẩn, sao cho vị ngọt của hai dung dịch là tương đương. Đơn vị đo nồng độ thường dùng là phần trăm khối lượng (W/W) hoặc mol/l Khi tiến hành thực nghiệm xác định độ ngọt tương đối, người ta thường sử dụng dung dịch chuẩn Saccharose 2.5% hoặc 10% (W/W) Chất tạo vị ngọtĐộ ngọt tương đốiChất tạo vị ngọtĐộ ngọt tương đốiMonosaccharide Glucose Fructose 0.69 1.20Chất ngọt không dinh dưỡng tự nhiên Glycyrrhizn Moneliline Stevioside Thaumatin Dihydrochalcone 50-100 1500-200 200-300 2000-3000 1000Disaccharide Saccharose Maltose Lactose 1.00 0.30 0.27Polyols Xylitol Sorbitol Mannitol Lactitol Isomalt 1.00 0.4-0.6 0.5 0.45 0.5-0.6Chất ngọt tổng hợp Saccharine Cylamate Aspartame Acesulfame K Dulcine 500 35 200 200 250 Bảng 1.2: Độ ngọt tương đối của một số chất tạo ngọt được sử dụng trong công nghệ thực phẩm (Moll,1991) ĐườngGlucoseFructoseSaccharoseMaltoseLactoseNgưỡng phát hiệnMol/lít0.0650.0200.0110.0380.072% (W/W)1.170.240.361.362.60 Bảng 1.3: Ngưỡng phát hiện vị ngọt của một số glucid (Belitz và cộng sự, 1991) CHƯƠNG 2: CHẤT TẠO NGỌT CÓ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG 2.1 NHÓM GLUCID 2.1.1 Monosaccharide Monosaccharide là những phân tử carbonhydrate có phân tử lượng thấp. chúng có nhóm carbonyl nên có thể tham gia một số phản ứng hóa học đặc trưng như phản ứng oxy hóa khử. Monosaccharide có thể tồn tại dưới dạng vòng pyranose hoặc furanose. Hình 2.1: Sự chuyển hóa dạng mạch thẳng và dạng vòng của D-Glucose ĐườngNhiệt độα-pyranoseβ-pyranoseα-furanoseβ-furanoseD-Glucose20oC3664--D-Fructose20oC-76420D-mannose20oC6733--D-galactose20oC326413D-xylose20oC3565--D-ribose20oC2056618Bảng 2.1: Tỷ lệ thành phần dạng vòng của dung dịch aldose và ketose, % khối lượng (Belits và cộng sự, 1999) Trong công nghệ thực phẩm, glucsoe và frutose là hai dạng monosaccharide thường gặp nhất Glucose: là monosaccharide được sản xuất với số lượng nhiều nhất hiện nay. Ở quy mô công nghiệp, người ta sản xuất Glucose từ tinh bột, sữ dụng chế phẩm α-amylase và glucoamylase Fructose: là monosaccharide thường gặp trong rau quả.  Glucose FructoseHình 2.2: Cấu trúc glucoe và Fructose Một số tính chất quan trọng Khả năng hút ẩm: các tinh thể đường có thể hút một lượng ẩm nhất định. Khả năng hút ẩm của đường phụ thuộc vào dạng isomer, cấu trúc tinh thể và độ tinh sạch Độ hòa tan: nhìn chung, các monosaccharide có độ hòa tan trong nước khá cao. Tuy nhiên chúng ít tan trong etanol, không tan trong các dung m6oi hữu cơ như ether, chloroform, benzen. Góc quay cực: tùy thuộc vào dạng α hoặc β, mội laoị moonosaccharide có góc quay cực khác nhau. Đườngα-Glucoseβ-Glucoseβ-Fructoseα-galactoseβ-galactoseα-mannoseβ-mannoseα-xylose[α]D+112+18.7-133.5+150.7+52.8+29.3-17+93.5Bảng 2.2: Giá trị góc quay cực [α]D ở nhiệt độ 20-25oC của một số monosaccharide Phản ứng oxy hóa: Aldose có nhóm aldehyde nên có thể tham gia phản ứng oxyhóa để tạo thành acid aldonic. Người ta sử dụng phản ứng này để xác định đường khử. Các thuốc thử phổ biến hiện nay là Fehling; Nelson-Somogyl; 3.5 dinitrosalicylic acid… Phản ứng khử: Aldose có thể tham gia phản ứng khử. Hydro hóa các monosaccharide sẽ tạo thành sản phẩm rượu đa chức, chúng cũng là các chất tạo vị ngọt được sử dụng trong công nghệ thực phẩm Phản ứng Maillard: Đây là phản ứng giữa đường khử và nhóm amino –NH2 của acid amin. Các sản phẩm tạo thành được gọi tên chung là melanoidin, chúng làm cho thực phẩm có màu sậm. ứng dụng tạo màu đặc trung cho các loại thức uống. Tuy nhiên trong một số trường hợp, cần ngăn phản ứng để hạn chế tình trạng thực phẩm bị hóa nâu. Hình 2.3: Phản ứng Millard 2.1.2 Disaccharide Disaccharide được cấu tạo từ những monosaccharide, liên kết với nhau bởi liên kết glycoside. Trong công nghệ chế biến thực phẩm, Saccharose là disaccharide quan trọng nhất, thành phần gồm một gốc α-D-glucopyranosyl và một gốc β-D-fructofuranosyl, chúng liên kết nhau bởi liên kết 1,2 glycoside. Saccharose không có tính khử như các monosaccharide. Hình 2.4: Saccharose Nguồn gốc Trong tự nhiên, mái và củ cải đường có chứ nhiều Saccharose. Do đó, chúng được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất Saccharose dạng tinh thể. Các tính chất quan trọng Độ hòa tan: Saccharose tan tốt trong nước, có thể lên tới 1970g / 1 lít nước. Tuy nhiên Saccharose ít tan trong ethanol. Góc quay cực: Dung dịch Saccharose có độ quay cực sang phải, góc +66.5o Phản ứng caramel hóa: Dưới tác dụng của nhiệt độ, Saccharose bị mất nước, tạo nhóm sản phẩm sậm màu gọi tên chung là carmel. Caramel được xem là chất màu có nguồn gốc tự nhiên được sử dụng trong sản xuất một số loại thức uống. Ở quy mô công nghiệp, người ta thực hiện phản ứng caramel hóa Saccharose ở nhiệt độ 180-200 oC Ngoài Saccharose, maltose và lactose cũng là hai disaccharide thường gặp trong công nghệ thực phẩm. ở quy mô công nghiệp, đường maltose được sản xuất từ tinh bột, sử dụng chế phẩm α và β-amylase. Lactose được thu nhận từ sữa, vì sữa là nguồn nguyên liệu thiên nhiên duy nhất có chứa lactose nên chúng thường có giá thành cao trên thị trường. Độ ngọt của maltose và lactose kém hơn hẳn so với Saccharose. Chúng thường không được sử dụng trong công nghệ sản xuất đồ uống. 2.2 CHẤT TẠO NGỌT DẠNG HỖN HỢP 2.2.1 Đường nghịch đảo Hỗn hợp Glucose và Fructose với tỷ lệ mol 1:1. HIện nay, đường nghịch đảo được sản xuất bằng phương pháp thủy phân dung dịch bằng đường Saccharose, tác nhân xúc tác có thể là acid hoặc enzyme invertase. Những ưu điểm của dung dịch đường nghịch đảo so với dung dịch đường Saccharose có cùng nồng độ là có độ ngọt cao hơn và ít bị hiện tượng tái kết tinh đường do khả năng kết dính của Glucose và Fructose thấp hơn hẳn Saccharose. Ngoài ra, trong quá trình nghịch đảo đường, tổng hàm lượng chất khô trong dung dịch gia tăng mang lại hiệu quả kinh tế cho nhà sản xuất. 2.2.2 Syrup thủy phân từ tinh bột Khi thực hiện quá trình thủy phân từ tinh bột, các nhà sản xuất thường sử dụng tổ hợp có chế phẩm enzyme: α-amylase, β-amylase và glucoamylase. Khi đó dịch thủy phân sẽ chứa cả đường Glucose, maltose và một số oligosaccharide có giá trị DP lớn hơn 2. Thành phần và hàm lượng các chất trong syrup phụ thuộc vào enzyme sử dụng và các thông số kỹ thuật của các quá trình phủy phân. 2.2.3 Mật ong thiên nhiên Sản phẩm do mật ong chế biến từ mật hoa, hoặc mật lộ. Mật hoa được hình thành do các tuyến mật ở trong gân lá hoặc hoa tiết ra. Mật lộ là sản phẩm có đường do các côn trùng ký sinh lên cây và ong thu thập từ lá, chồi và thân cây. Thành phần của mật ong Glucid 75-80% : Fructose (47-48%), Glucose (40-45%), Saccharose (1-4%), maltose (4-6%). Protein 0.27%, trong đó lượng acid amin tự do chiếm khoảng 0.05-0.10% Các acid hữu cơ (0.17-1.17%): acid malic, gluconic, citric và lacitc Các vitamin B1, B2, B3, B5, B6, H, C, A, E Một ít khoáng: K, P Ca, Na, Mg, Cl, S... 2.3 NHÓM POLYOLS 2.3.1 Xylitol Hình 2.5: Xylitol Lịch sử - nguồn gốc thiên nhiên Phát hiện năm 1891, Xylitol đã được sử dụng như một chất ngọt trong thực phẩm kể từ thập niên 1960. Xylitol tồn tại ở dạng bột, tinh thể màu trắng, không mùi, với một hương vị ngọt dễ chịu. Nó có được sử dụng rộng rãi như một chất ngọt thay thế đường cát bởi vai trò trong việc giảm sự phát triển của sâu răng. Xylitol có nguồn gốc thiên nhiên từ nhiều loại rau quả: trấu ngô, yến mạch, nấm cũng như các loại sợi: ngô, bạch dương, mận và mân xôi… Nó có độ ngọt tương đương Saccharose với vị ngọt thanh không gây hậu vị khó chịu trong miệng và cung cấp chỉ bằng 2/3 lượng calories tương ứng. Sản xuất Xylitol được sản xuất từ hemicellulose có trong các nguyên liệu thực vật, qua ba giai đoạn : Xylan sẽ được tách ra từ hemicellulose. Xylan được thủy phân để tạo thành xylose, sử dụng xúc tác là acid hoặc enzyme xylanase. Đường xylose được hydrogen hóa thành Xylitol. Bên cạnh phương pháp sử dụng chuyển hóa hóa học, ngày nay người ta có thể sản xuất Xylitol bằng phương pháp lên men, sử dụng vi sinh vật. Hình 2.6: Xylitol và sơ đồ sản xuất Xylitol từ xylan Ứng dụng Xylitol hiện nay được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, dược phẩm, và các sản phẩm sức khỏe răng miệng trên toàn thế giới. Trong thực phẩm, Xylitol có trong kẹo cao su, kẹo cứng. Trong dược phẩm và các sản phẩm sức khỏe răng miệng, Xylitol có trong nước súc miệng, kem đánh răng, syrup ho… Ở Hoa Kỳ, Xylitol được sử dụng như một phụ gia thực phẩm trong các chế độ ăn đặc biệt. Ngoài ra trong y học, Xylitol đặc biệt tốt cho sức khỏe răng miệng, các bệnh nhân tiểu đường. Đồng thời, các nghiên cứu cho rằng nhai kẹo cao su có Xylitol còn góp phần giảm nhiễm trùng tai, Xylitol ngăn cản sự hình thành và phát triển của các vi khuẩn trong ống tai, đồng thời hành động nhai nuốt còn giúp khai thông tai giữa. Các nhà nghiên cứu hiện đang tìm hiểu thêm về vấn đề này. Ưu điểm Hương vị thơm ngon, không để lại dư vị khó chịu Có vị ngọt tương đương đường Saccharose Góp phần giảm thiểu sự phát triển của sâu răng Giảm sự hình thành hạch răng Kích thích tuyến nước bọt, góp phần sửa chữa men răng bị hư hại Cung cấp ít hơn 1/3 calories so với Saccharose, chỉ khoảng 2.4 calories/gram Là chất tạo ngọt hữu ích cho các bệnh nhân tiểu đường trong chế độ ăn của họ, dưới sự chỉ dẫn chuyên môn. 2.3.2 Sorbitol Hình 2.7: Sorbitol Lịch sử Sorbitol được phát hiện bởi một nhà hóa học người Pháp trong các quả nho ở tro núi lửa vào năm 1872. Nó là thành phần tự nhiên trong một số loại trái cây. Ngày nay, Sorbitol được tổng hợp bằng cách hydro hóa Glucose, và tồn tại ở cả hai dạng tinh thể và chất lỏng. Vai trò Sorbitol được sử dụng trong thực phẩm nhằm ngăn cản sự mất độ ẩm. Sự ổn định kết cấu của Sorbitol được ứng dụng nhiều trong sản xuất bánh kẹo, chocolate, các sản phẩm cần duy trì tính cứng và giòn. Đặt biệt trong các sản phẩm sấy, Sorbitol góp phần duy trì sự tươi mới trong quá trình bảo quản Sorbitol rất ổn định và khá trơ về mặt hóa học, nó có thể chịu được nhiệt độ cao mà không tham gia phản ứng Millard. Đây là một ưu điểm, ví dụ như trong sản xuất cookie, khi mà màu nâu xuất hiện không mong muốn. Ngoài ra, Sorbitol còn kết hợp tốt với các thành phần thực phẩm khác như đường, protein, gel, dầu thực vật… Nó cũng có chức năng trong nhiều sản phẩm thực phẩm như kẹo cao su, kẹo, món tráng miệng đông lạnh, cookies, bánh, cũng như các sản phẩm chăm sóc răng miệng, bao gồm kem đánh răng và nước súc miệng. Với độ ngọt bằng khoảng 60 % so với Saccharose, cung cấp chỉ bằng 1/3 năng lượng so với đường cát, Sorbitol được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ chế biến thực phẩm. Sorbitol có vị ngọt mát, dễ chịu, tan mịn trong miệng. Nó là chất làm ngọt hữu ích cho những người mắc bệnh tiểu đường, đồng thời an toàn sử dụng cho các thực phẩm ăn kiêng, năng lượng thấp. Sorbitol cũng được sử dụng trong chế biến mỹ phẩm và dược phẩm. Trong y học, Sorbitol được sử dụng với tác dụng nhuận tràng, loại bỏ các ion kali natri ra khỏi cơ thể. Ngoài ra, còn có một số ứng dụng khác trong việc sản xuất nhiên liệu tên lửa, lẫn nguyên liệu sinh học cho các quá trình chuyển hóa trong cơ thể. Hình 2.8: Phản ứng hydrogen hóa D-Glucose thành D-Sorbitol Ưu điểm  Chất tạo ngọt với hương vị thơm ngon, dịu mát  Chỉ cung cấp khoảng 1/3 calories so với đường Saccharose  Là một chất giữ ấm, chất cấu thành và chống kết tinh hiệu quả  Ứng dụng rộng rãi trong nhiều loại thực phẩm: các loại sản phẩm, bao gồm đường, bánh kẹo, kẹo cao su, món tráng miệng đông lạnh và món nướng  Không ảnh hưởng đến sức khẻo răng miệng  Là sự lựa chọn hữu ích cho các bệnh nhân tiểu đường, cũng như chế độ ăn thấp năng lượng, chất béo và đường với chỉ số an toàn cao. 2.3.3 Mannitol Hình 2.9: Mannitol Mannitol là một đồng phân của Sorbitol, độ ngọt vào khoảng 50% Saccharose, với một số tính chất ưu điểm tương ứng: Hương vị thơm ngon, vị ngọt tươi mát, dịu nhẹ, dễ chịu, thường được ứng dụng để giảm thiểu vị đắng trong thực phẩm Chất tạo ngọt năng lượng thấp chỉ khỏang 1.6 calories/gram Không gây sâu răng An toàn sử dụng cho có bệnh nhân tiểu đường trong chế độ ăn của họ. Mannitol tồn tại lượng lớn trong thiên nhiên, ở các dịch tiết từ thực vật, tảo biển và nấm tươi. Nó thường được tổng hợp bới hydro hóa syrup đường tương ứng. Trên thị trường, Mannitol thường được bán ở dạng bột và hạt. Không như Sorbitol, Mannitol không hút ẩm, vì lý do này, nó thường dùng là bột bụi bao kẹo cao su, tránh kẹo cao su dính vào thiết bị và hàm bao trong quá trình sản xuất. Ngoài ra, Mannitol còn thấy trong chocolate, chất tạo mùi cho kem. Ngoài ra, tính ổn định và mùi hương dễ chịu của Mannitol thường ứng dụng trong dược phẩm và thuốc nén dạng viên. 2.3.4 Lactitol Hình 2.10: Lactitol Lactitol lần đầu tiên phát hiện năm 1920 và được đem vào sử dụng trong thực phẩm ở những năm 1980, nó là một polyol disaccharide xuất phát từ lactose. Lactitol là chất có vị ngọt như đường. Ổn định, độ hòa tan cao, vị ngọt nhẹ, ít calories, Lactitol thích hợp cho có thực phẩm năng lượng thấp, ít chất béo và đường. Lactitol ở dạng tinh thể màu trắng với độ tinh khiết cao. Lactitol thường được sử dụng để thay thế Saccharose trong các thực phẩm năng lượng thấp. Với độ ngọt chỉ bằng 40% độ ngọt của Saccharose, Lactitol được sử dụng trong thực phẩm nhằm tránh át hương vị chua của các thành phần khác Lactiol không hút ẩm, tính chất này được ứng dụng trong việc sản xuất bánh kẹo, nhằm duy trì tuổi thọ của các loại bánh cookie và kẹo cao su. Với tính hòa tan hợp lý, với nhiệt độ hào tan thấp hơn Saccharose, giảm thiểu năng lượng và chi phí xử lý. Đồng thời, Lactitol cũng bền ở nhiệt độ cao, hay trong môi trường acid hay kiềm nhẹ. Nguyên liệu sản xuất Lactitol là đường lactose Hình 2.11: Phản ứng hydrogen hóa lactose thành Lactitol Các lọi ích khác Chất ngọt năng lượng thấp: Lactitol không chuyển hóa như các carbonhydrate. Lactitol không bị thủy phân, không hấp thụ ở ruột non, và bị thủy phân bởi các vi khuẩn ở ruột già, nơi được chuyển thành các nhiên liệu sinh học: các acid hữu cơ, CO2, và một lượng nhỏ hydro. Các acid hữu cơ được tiếp tục chuyển hóa và cung cấp năng lượng chỉ khoảng 2 calories/ gram. Trung bình với 1 gram Lactitol, lượng calories cung cấp chỉ khảong 2.4 gram. Cải thiện sức khỏe cho các bệnh nhân Gut: Lactitol có thể tiêu hóa mà không bị thủy phân và hấp thu, nó có khả năng thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn có lợi trong ruột như Bifidobacteria và Lactobacilli. Vi khuẩn đường ruột lên men Lactitol, dẫn đến việc thành lập một môi trường acid trong ruột do sự hình thành các acid béo chuỗi ngắn. Tại các điều kiện acid, các vi khuẩn có lợi lớn lên trong ưu tiên hơn các sinh vật gây bệnh hay tác nhân gây bệnh. Với thành phần Prebiotic cao, Lactitol có thể giúp giữ cho vi ruột của bạn khỏe mạnh. Với các bệnh nhân tiểu đường: Lactiol không làm tăng đường huyết sau khi tiêu thụ, điều đó khiến nó trở thành một sản phẩm tạo ngọt thay thế đường cực kỳ hữu dụng cho các bệnh nhân tiểu đường trong các chế độ ăn của họ. Tốt cho sức khỏe răng miệng: Lactitol không được chuyển hóa bởi các vi khuẩn răng miệng, thường phân giải đường và tinh bột thành các acid gây sâu răng hay xói mòn men răng. Hiệp hội nha khoa Hoa Kỳ (The American Dental Association), đã nhận ra lợi ích của các polyols, bao gồm Lactitol, nhưng các chất thay thế đường trong các chương trình bảo vệ sức khỏe răng miệng. 2.3.5 Maltitol Hình 2.12: Maltitol Tính chất Maltitol là một loại  HYPERLINK "" \o "Polyol (trang chưa được viết)" polyol, được sử dụng như một chất thay thế cho đường. Độ ngọt của nó bằng 90% độ ngọt của Saccharose (đường cát) và cũng các tính chất cũng tương tự, chỉ trừ màu nâu. Maltitol được dùng để thay thế  HYPERLINK "" \o "Đường cát (trang chưa được viết)" đường cát vì nó chứa ít calories hơn, không gây sâu răng và ít gây ảnh hưởng lên lượng  HYPERLINK "" \o "Glucose (trang chưa được viết)" Glucose máu. Đáng tiếc Maltitol nổi tiếng là chất gây đau dạ dày, đặc biệt nếu dùng với liều lượng lớn. Về mặt hóa học, Maltitol có công thức 4-O-α-glucopyranosyl-D-Sorbitol. Trên thị trường, Maltitol còn có tên khác l2 Maltisorb và Maltisweet. Sản xuất và sử dụng Maltitol là một đường đôi sản xuất bởi các công ty Corn Products Specialty (trước đây là SPI Polyols), Cargill, Roquette, Towa, và một số các công ty khác. Maltitol được tạo thành từ sự hydro hoá maltose lấy từ  HYPERLINK "" \o "Tinh bột" tinh bột. Độ ngọt cao giúp nó được sử dụng mà không cần trộn lẫn với các chất làm ngọt khác. Maltitol có tác dụng làm mát không đáng kể nếu đem so sánh với các loại đường rượu khác và có hiệu quả làm mát tương tự như Saccharose. Nó được dùng nhiều đặc biệt trong sảnh xuất các loại bánh kẹo: kẹo cứng không đường, kẹo cao su,  HYPERLINK "" \o "Chocolate" chocolate, các món nướng và  HYPERLINK "" \o "Kem (trang chưa được viết)" kem. Chuyển hoá Maltitol không chuyển sang màu nâu và biến thành caramen sau khi hoá lỏng do phơi dưới nhiệt độ cao. Nó không bị chuyển hóa bởi vi khuẩn trong miệng, bởi vậy không gây  HYPERLINK "" \o "Sâu răng" sâu răng. Được hấp thu hơi chậm hơn so với  HYPERLINK "" \o "Sucrose" Saccharose nên thích hợp với người bệnh tiểu đường hơn  HYPERLINK "" \o "Sucrose" Saccharose. Mang năng lượng 2100cal/g (8,8kJ/g) (Saccharose là 4000 cal/g). Cũng bởi sự hấp thụ chậm này nên nếu dùng Maltitol với lượng thừa sẽ gây nên tác dụng nhuận tràng và đôi khi gây đầy hơi và sình bụng. Nhà sản xuất thường dễ sử dụng Maltitol với lượng lớn vì nó rất giống đường, kết cục là người tiêu dùng thường phải dùng nhiều đường rượu hơn khả năng cơ thể. Điều này đồng nghĩa với việc Maltitol đặc biệt có liên quan đến các vấn đề về  HYPERLINK "" \o "Dạ dày" dạ dày. Ở các nuớc như  HYPERLINK "" \o "Úc" Úc và  HYPERLINK "" \o "New Zealand" New Zealand, sản phẩm Maltitol được dán những cảnh báo như “Có thể gây tác dụng nhuận tràng nếu dùng dư”. Ở  HYPERLINK "" \o "Mỹ" Mỹ, nó là một chất đã nhận định là an toàn (GRAS), với cảnh báo đề nghị về khả năng nhuận tràng của nó khí dùng hơn 100 g mỗi ngày. 2.3.6 Isomalt Hình 2.13: Isomalt Tổng quan về Isomalt Isomalt là một sản phẩm tự nhiên được tinh chế hoàn toàn từ củ cải đường nhập khẩu từ Đức, không phải đường hóa học như các sản phẩm đường hóa học trên thị trường hiện nay. Isomalt có vị ngọt tinh khiết với độ làm ngọt chỉ bằng một nửa đường bình thường. Có thể sử dụng Isomalt thay thế đường trong chế biến những món ăn hàng ngày như nấu canh, kho cá … hoặc pha vào các loại nước uống như: trà, cà phê, nước ép trái cây… Isomalt được đánh giá đạt tiêu chuẩn chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm tại các nước trên thế giới như Mỹ, Anh, Pháp, Nhật … Đặc tính dinh dưỡng của Isomalt Với thành phần nguyên liệu tự nhiên, đường Isomalt thích hợp cho mọi đối tượng sử dụng. Đặc biệt theo sự khuyến cáo của Viện Dinh Dưỡng, thực phẩm chứa Isomalt làm tăng rất ít lượng Glucose và Insulin so với những sản phẩm dùng đường bình thường và các loại đường Glucose thông dụng. Isomalt có chỉ số đường huyết rất thấp (Glycemic Index ‘GL’ của Isomalt = 2), giúp giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đường, giảm lượng mỡ trong máu và những rủi ro về bệnh tim mạch. Do đó, Isomalt đặc biệt hữu dụng và cần thiết cho bệnh nhân tiểu đường. Lượng năng lượng hấp thụ của cơ thể sau khi ăn sản phẩm chứa Isomalt ít hơn hẳn so với thực phẩm chứa đường bình thường, giúp giảm thiểu Calories, phù hợp với những người ăn kiêng và béo phì. Với khả năng tái tạo khoáng cho răng, đường Isomalt giúp ngừa sâu răng hiệu quả. Với những đặc tính dinh dưỡng như trên, Isomalt được xem là loại đường đảm bảo an toàn cho sức khỏe theo xu hướng thế giới hiện nay và được Viện Dinh Dưỡng, các trung tâm nghiên cứu bệnh tiểu đường trên toàn thế giới khuyên dùng cho bệnh nhân tiểu đường. Sản xuất Nguyên liệu sản xuất Isomalt là Saccharose. Quy trình sản xuất được chia làm 2 giai đoạn: Giai đoạn 1: Saccharose được chuyển hóa thành đường khử Isomaltulose Hình 2.14: Phản ứng chuyển hóa Saccharose thành Isomaltulose Giai đoạn 2: Isomaltulose được hydrogen hóa thành Isomalt Hình 2.15: Phản ứng chuyển hóa Isomaltulose thành Isomalt 2.3.7 Glucose syrup đã hydrogen hóa (hydrogenated Glucose syrup) Có nhiều loại Glucose syrup hydrogen hóa. Loại thường gặp có chứa khoảng 2-8% Sorbitol, 50-90% Maltitol, 5-25% maltotritol và không quá 3% có oligosaccharide khác đã được hydrogen hóa. Nguyên liệu để sản xuất các Glucose syrup hydrogen hóa là tinh bột. Đầu tiên, người ta thủy phân tinh bột, sử dụng xúc tác từ các hệ enzyme amylase để thu nhận các syrup. Thành phần đường chủ yếu trong syrup là maltose, Glucose, maltotriose và một ít các oligosaccharide khác. Sau đó, hỗn hợp đường trong syrup được hydrogen hóa. Tổng hàm lượng chất khô trong Glucose syrup hydrogen hóa thường là 75%. Ở nồng độ cao nhưng các polyol trong dung dịch không bị kết tinh. Chúng không tham gia phản ứng maillard vì không có gốc khử aldehyde. CHƯƠNG 3: CHẤT TẠO NGỌT KHÔNG CÓ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG 3.1 CHẤT TẠO NGỌT KHÔNG CÓ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG CÓ NGUỒN GỐC TỪ THIÊN NHIÊN 3.1.1 Glycyrrhizin Công thức hóa học: C42H62O16 Khối lượng nguyên tử: 822.93g Hình 3.1: Glycyrrhizin Những tên gọi khác: Glycyrrhizin Glycyrrhizinic acid Glycyrrhizic acid Bản chất hóa học là ammonium glycyrrhizic (muối ammonium của glycyrrhzic acid) Có nhiều trong củ cam thảo. Dung dịch Glycyrrhizin có vị ngọt, thoảng vị bạc hà. Có độ ngọt gấp 30 – 50 lần so với đường Saccharose Trong dung dịch: Glycyrrhizin rất bền nhiệt. Ở 105oC, các tính chất của nó vẫn không bị thay đổi. Tuy nhiên, khi pH dung dịch nhỏ hơn 4.5, Glycyrrhizin bị kết tủa. Nguyên liệu để sản xuất Glycyrrhizin là của cam thảo, sử dụng phương pháp trích ly, sau đó xử lý tinh sạch sản phẩm. Sản phẩm thương mại Glycyrrhizin ở dạng bột, dễ hòa tan trong nước. Được dùng làm nguyên liệu trong các sản phẩm bánh kẹo, dược phẩm và thuốc lá. Tại châu Âu: Các nhà khoa học khuyến cáo người tiêu dùng không nên hấp thu quá 100mg Glycyrrhizin trong một ngày. Tại Nhật: Các nhà chức tránh yêu cầu công dân không sử dụng quá 200mg Glycyrrhizin trong một ngày 3.1.2 Stevioside Công thức hóa học: C38H60O18 Khối lượng nguyên tử: 804.98g Hình 3.2: Stevioside Có độ ngot gấp 250 – 300 lần so với Saccharose Bản chất hóa học là phức giữa steviol và ba gốc đường Glucose. Có trong lá Stevia rebaudiana với hàm lượng khá cao (6%). Loại thực vật này rất phổ biến ở Nam Mỹ, Hàn Quốc, Nhật… và được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất Stevioside. 3.1.3 Dihydrochalcone Hình 3.3: Dihydrochalcone Sản phẩm thương mại của Dihydrochalcone có dạng tinh thể màu trắng, không mùi và ít tan trong nước. 1lít nước có thể hòa tan chừng 1.2g Dihydrochalcone. Tuy nhiên, do Dihydrochalcone có độ ngọt rất cao nên độ hòa tan thấp không ảnh hưởng đến việc sử dụng Dihydrochalcone trong chế biến thực phẩm. Trong dung dịch: Dyhydrochalcone bền ở pH trung tính. Nó bị phân hủy ở pH acid hoặc khi nhiệt độ tăng cao. Khi sử dụng thực phẩm có chứ Dihydrochalcone, người tiêu dùng cảm nhận được vị ngọt xuất hiện chậm, thoảng nhẹ vị bạc hà và hậu vị kéo dài (từ 10 đến 15 phút). Một số Dihydrochalcone là dẫn xuất của flavone. Trong số các Dihydrochalcone thường gặp, quan trọng nhất là Neohesperidine Dihydrochalcone.  Neohesperidine Dihydrochalcone: Công thức hóa học: C28H36O15 Khối lượng nguyên tử: 612.58g Được ký hiệu bởi số E: E959 Hình 3.4: Neohesperidine Dihydrochalcone Được tìm thấy trong cam Seville Bền nhiệt và bền trong các điều kiện acid hay base. Do đó có thể được sử dụng cho các sản phẩm cần thời hạn sử dụng thật lâu. Thường được dùng trong hỗn hợp với các chất tạo ngọt khác như:  HYPERLINK "" \o "Aspartame" Aspartame,  HYPERLINK "" \o "Saccharin" Saccharine,  HYPERLINK "" \o "Acesulfame potassium" Acesulfame potassium,  HYPERLINK "" \o "Cyclamate" Cyclamate, cũng như các loại đường rượu, như  HYPERLINK "" \o "Xylitol" Xylitol. Neohesperidine Dihydrochalcone có thể được tìm thấy trong các sản phẩm thức uống, sốt cà chua, sốt mayonnaise, kem đánh răng, nước súc miệng và các sản phẩm dược phẩm khác… Có hai phương pháp sản xuất Neohesperidine Dihydrochalcone: Phương pháp trích ly trực tiếp từ nguyên liệu cam Seville. Phương pháp trích ly naringine từ bưởi, sau đó sử dụng phương pháp tổng hợp hóa học để chuyển hóa naringine thành Dihydrochalcone. Do đó, Neohesperidine Dihydrochalcone còn được gọi là chất tạo vị ngọt bán tổng hợp (semi – synthetic sweetener) 3.1.4 Monelline Là một protein gồm hai mạch polypeptide Có nhiều trong trái Disocoredphyllum comensii, có nhiều ở châu Phi và Nigeria. Có vị ngọt tương tự các mono- và disaccharide. Có đọ ngọt gấp 10000 lần độ ngọt của Saccharose Độ bền không cao dưới tác động của pH và nhiệt độ. Ở 70oC, vị ngọt của Monelline bắt đầu giảm và khi nhiệt độ tăng đến 100oC thì vị ngọt bị biến mất. Tương tụ dưới tác động của nhiệt độ, ở pH 3.2 vị ngọt của Monelline cũng bị giảm đi. 3.1.5 Thaumatin Là chất tạo ngọt có bản chất là protein. Được tìm thấy trong trái Thaumatococcus daniellii được trồng nhiều ở vùng Tây Phi (Soudan, Ghana, Togo…) Hình 3.5: Trái Thaumatococcus daniellii Do có bản chất là protein, tính ổn định của Thaumatin trong dung dịch phụ thuộc vào giá trị pH và nhiệt độ. VD: Ở pH 5.5, Thaumatin có độ bền nhiệt cao. Nếu gia nhiệt lên đến 100oC thì vị ngọt Thaumatin vẫn ổn định. Tuy nhiên, ở pH 3.2, Thaumatin bị bến tính và mất đi vị ngọt khi nhiệt độ tăng lên đến 55oC. Thực phẩm chứa Thaumatin có vị ngọt xuất hiện chậm và kéo dài từ 15 đến 20 phút, hậu vị thoảng nhẹ vị cam thảo. Có độ ngọt gấp 10000 lần độ ngọt của Saccharose Người ta đã tìm thấy hai protein : Thaumatin I (M = 22.209Da) bà Thaumatin II (M = 22.293Da). Chúng có cấu trúc bậc 4 và có rất nhiều cầu disulfure trong phân tử. Hỗn hợp matin I và II được thương mại hóa với tên gọi là Talin. Sản xuất Thaumatin bằng phương pháp trích ly, sử dụng nguyên liệu là trái Thaumatococcus daniellii. Từ dịch trích ly, tiến hành tinh sạch Thaumatin bằng phương pháp siêu lọc hoặc sắc ký. 3.1.6 Miraculin Là một glycoprotein có phân tử lượng khoảng 42 – 44Da với hai phân tử đường kết nối với 1 chuỗi protein gồm 191 amino acid Miraculin là base lưỡng tính tan trong nước, không tan trong dung môi hữu cơ; không bền trong môi trường acid - base mạnh. Được tìm thấy trong trái Synsepalum dulcificum. Năm 1725, có một nhà thám hiểm người Pháp Des Marchais sau khi đi khảo sát vùng tây châu Phi về, đã viết về tập tục kỳ lạ của thổ dân vùng này. Các thức ăn của họ đều rất chua và không hề có đường. Tuy nhiên, sau khi nhai một loại trái cây có màu đỏ thì các vị chua này đã trở thành ngọt lịm mà không cần phải bỏ thêm đường. Đến năm 1852, cây mới được TS. W.F. Daniel mô tả tỉ mỉ về đặc tính kỳ lạ này và định danh là Synsepalum dulcificum, họ Sapotaceae (Pharmaceutical Journal, chương IX, 1852) Hình 3.6: Trái Synsepalum dulcificum Ở dạng tinh khiết là chất không vị. Tuy nhiên, khi có mặt trong hực phẩm với pH thấp, Miraculin tạo vị ngọt. Do đó, Miraculin còn được gọi là chất điều vị. Theo Branen và các cộng sự (1989), vị ngọt tạo ra bởi Miraculin có thể kéo dài đến vài giờ sau khi sử dụng. Có khả năng kích thích các gai vị giác trên lưỡi và khiến cho các thức ăn đồ uống có vị chua… hoá ngọt Trong dung dịch axít yếu và nhiệt độ 4°C, miraculin có thể bền trong khoảng 1 tháng. Miraculin được ly trích đầu tiên bởi GS. Kenzo Kurihara và TS. Lloyd Beidler, đại học Florida năm 1968 (Science, chương 161, 20 tháng 9, 1968). Sau đó, tính chất miraculin được làm rõ năm 1989. Miraculin không tạo ra calories và là hợp chất tạo vị ngọt thiên nhiên đã được thổ dân châu Phi dùng nhiều năm, nên nhiều nhà sản xuất kỳ vọng nó sẽ có ứng dụng rộng rãi trong các bệnh cần sử dụng các chất tạo ngọt tổng hợp và tránh dùng saccaroz (đường mía) như bệnh tiểu đường, bệnh béo phì…  3.2 CHẤT TẠO VỊ NGỌT TỔNG HỢP, KHÔNG CÓ GIÁ TRỊ DINH DƯỠNG 3.2.1 Saccharine Công thức hóa học: C7H5NO3S (Benzoic Sulfinide) Hình 3.7: Saccharine Sơ nét về lịch sử: Năm 1878: nhà hóa học Constantin Fahlberg thuộc trường đại học Johns Hopkins là người đầu tiên điều chế được Saccharine Tại Mỹ: Năm 1911: Kết luận thanh tra thực phẩm 135 cho rằng: Những thực phẩm có chứa Saccharine bị lẫn tạp chất. Năm 1912: Kết luận thanh tra thực phẩm 142 lại cho rằng: Saccharine không độc hại. Năm 1948 đến năm 1949: Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm chứng minh Saccharine có hại đối với sức khỏa con người. Năm 1972 -1977: Saccharine bị cấm sử dụng nhưng lệnh cấm trên gặp phải sự phản đối kịch liệt, đặc biệt là những bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường. Năm 1991: Dỡ bỏ lệnh cấm Sacchrin. Năm 2000: Saccharine được loại trừ ra khỏi danh sách những chất gây ung thư đã biết. Tính chất: Là một acid có pKa xấp xỉ bằng 2. Không bền khi bị đun nóng Ở trạng thái dung dịch acid, Saccharine không tan trong nước Có độ ngọt gấp 500 lần Saccharose Không phản ứng hóa học với các chất khác có trong thành phần thực phẩm. Sản xuất Hiện nay có hai phương pháp sản xuất Saccharine Phương pháp Remsen và Fahlbery sử dụng toluen Hình 3.8: Phương pháp Remsen và Fahlbery Phương pháp Maumee, sử dụng methyl anthranilate Hình 3.9: Phương pháp Maumee Ứng dụng: Saccharine thường được dùng chung với Aspatame trong nước giải khát dành cho những người ăn kiêng. Saccharine được xem như một phát hiện quan trọng, đặc biệt đối với những bệnh nhân tiểu đường. Saccharine đi trực tiếp qua hệ tiêu hóa mà không bị tiêu hóa. Mặc dù Saccharine không mang năng lượng, nhưng Saccharine lại có thể gây ra sự giải phóng Insulin ở người và chuột. Saccharine được dùng như một chất tạo ngọt nhân tạo ở dạng muối Natri. Muối Calci đôi lúc cũng được sử dụng, đặc biệt là dành cho những người hạn chế hấp thụ Natri. Cả hai loại muối này đều có độ tan trong nước cao: 0.67g/ml H2O ở nhiệt độ phòng. 3.2.2 Cyclamate Hình 3.10: Sodium Cyclamate Cyclamate là một chất tạo vị ngọt phổ biến, thường được sử dụng dưới dạng sodium hoặc calcium Cyclamate. Chúng là muối của Ca hoặc Na của cyclohexane sulfamic acid. Sodium Cyclamate được tổng hợp lần đầu tiên nân 1937 và bắt đầu được sản xuất thương mại tại Mỹ năm 1950. Ngày nay, Cyclamate được sản xuất từ cyclohexamine bằng phương pháp sulfonate hóa, sau đó trung hòa sản phẩm với hydroxyde. Sodium Cyclamate ở dạng tinh thể có màu trắng, không mùi, tan tốt trong nước, có thể đến 210g / 1 lít nước. Các tính chất của sodium cyclamate rất ổn định trong khoàng pH rộng (2.0-8.0). Sodium cyclamate cũng rất bên nhiệt, nó có thể chịu nhiệt độ cao lên đến 500 mà vẫn không bị biến tính. Sodium Cyclamate có vị ngọt tương tự như Saccharine nhưng không kém vị hậu đắng. Khi sử dụng đồng thời Cyclamate và Saccharine, Cyclamate có tác dụng tương hỗ là tăng thêm vị ngọt cho sản phẩm. 3.2.3 Acesulfame K Công thức hóa học: C4H4KNO4S Khối lượng nguyên tử: 201.24 Acesulfame K (hay Ace K) trên thị trường được biết đến với tên Sunett hay Sweet One. Tại châu Âu, Acesulfame K còn được biểu thị bởi số E (mã các chất phụ gia): E950 Hình 3.11: Acesulfame K Lịch sử phát hiện Năm 1967: Được nhà hóa học người Đức Karl Clauss tình cờ phát hiện Tính chất Tồn tại ở dạng tinh thể bột màu trắng Có độ ngọt bằng với độ ngọt của Aspatame, bằng một nửa so với Saccharine, bằng một phần tư so với Sucralose và có độ ngọt cao gấp 180 – 200 lần so với Saccharose. Có vị hơi đắng, đặc biệt là khi ở liều lượng cao Thường được trộn lẫn với những chất tạo ngọt khác (thường là Sucralose hay Aspartame). Những hỗn hợp trên sẽ có vị ngọt cao hơn từng thành phần tạo ra chúng. Không giống như Aspartame, Ace K bền nhiệt và thậm chí trong cả điều kiện acid hay base. Ứng dụng Do tính chất bền nhiệt, Ace K được dùng trong các sản phẩm nướng, hoặc trong những sản phẩm cần thời hạn sử dụng lâu. Trong các sản phẩm thức uống có ga, Ace K hầu như được dùng dưới dạng hỗn hợp với những chất tạo ngọt khác, như Aspartame hay Sacralose. Ace K còn được dùng trong những sản phẩm dược phẩm, đặc biệt là trong những loại thuốc uống hoặc nhai. Nguyên nhân: Trong những loại thuốc này, Ace K có thể khiến những thành phần công hiệu trở nên dễ hấp thu hơn. Kích thích sự bài tiết Isulin ở chuột 3.2.4 Aspartame Công thức hóa học: C14H24N2O5 Aspartame trên thị trường còn được biết đến với tên Equal, Nutra Sweet gat Cangerel. Tại châu Âu, Aspartame còn được biểu thị bởi số E (mã các chất phụ gia) là E951. Hình 3.12: Aspartame Lịch sử phát hiện Năm 1965: Nhà hóa học người Mỹ James M. Schlatter phát hiện ra Năm 1974: Được chấp nhận tại thị trường Mỹ bởi cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm. Năm 1980: Tổ chức JECFA (Joint FAO/WHO Committee of Experts on Food Additives) khuyến cáo lượng Aspartame có thể hấp thu trong một ngày (ADI – Acceptale Daily Intake) là 40mg/kg trọng lượng cơ thể. Năm 1996: Trong một bài báo, J.W.Olney đã đưa ra giả thuyết về một mối liên hệ giữa việc hấp thu Aspartame và sự gia tăng tỉ lệ mắc phải bệnh u não tại Mỹ. Những cuộc tranh cãi, những cuộc nghiên cứu đã diễn ra. Và tất cả đều cho rằng Aspartame là nguyên nhân cho những ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của người tiêu dùng. Một số ảnh hưởng xấu đó thậm chí rất nguy hiểm, như bệnh u não, xơ cứng đa bào, lên cơn động kinh, biến chứng ở những người bị bệnh tiểu đường… Từ năm 1990: Nhiều bài báo cáo đã được công bố, đưa đến sự ước lượng liều lượng Aspartame có thể hấp thụ tại những quốc gia châu Âu. (Bär and Biermann, 1992; Butchko and Stargel, 2001; Garnier-Sagne et al., 2001; Hinson and Nicol, 1992; Leclercq et al., 1999; MAFF, 1990 and 1995; Renwick, 1990; Salminen and Penttilä, 1999) Bảng số liệu dưới đây thể hiện những số liệu ước đoán về lượng tiêu thụ Aspartame mức trung bình và mức cao nhất có thể của nhiều nhóm độ tuổi khác nhau và những bệnh nhân tiểu đường. Rõ ràng, với những con số thể lượng tiêu thụ Aspartame ở mức cao nhất, cả trẻ em và người lớn đều không thể đạt đến con số 40mg mà ADI đã khuyến cáo trước đó. Bảng 3.1: Ước lượng về lượng Aspatame cho những nhóm tuổi khác nhauNhómQuốc giaLượng Aspatame tiêu thụ trung bình mg/kg/ngàyLượng Aspatame tiêu thụ cao nhất mg/kg/ngàyNguồn1 - 5 tuổiUK-2.8Hinson & Nicol, 19921 - 6 tuổiFinland-< 4Salminen & Penttilä, 1999Mọi lứa tuổiNetherlands2.47.5Butchko & Stargel, 2001Mọi lứa tuổiNorway3.4-Butchko & Stargel, 2001Bệnh nhân tiểu đường 2 – 20 tuổiFrance2.47.8Garnier-Sagneetal., 2001Bệnh nhân tiểu đường2 - 65 tuổiUK-10.1MAFF, 1995 Tính chất Có độ ngọt gấp 200 lần nhưng không mang nhiều năng lượng như đường thông thường. Mặc dù Aspartame mang năng lượng vào khoảng 4 kilocalories (hay 17 kilojoules) như những loại peptide khác, nhưng lượng Aspartame cần thiết để tạo vị ngọt rất nhỏ. Vì thế lượng calories do Aspartame cung cấp không đáng kể. Điều này khiến Aspartame trở thành một chất tạo ngọt quen thuộc đối với những ai cần tránh hấp thu calories trong đường. Vị của Aspartame không giống đường thông thường. Khi hấp thụ Aspartame, ban đầu ta chưa cảm nhận ngay được vị ngọt của nó. Nhưng Aspartame lại có độ ngọt lâu tan trong miệng hơn đường. Cũng như những peptide khác, Aspartame có thể bị phá vỡ thành những amino acid thành phần dưới những điều kiện nhiệt độ cao hay tại pH cao. Do đó Asartame không được dùng trong các sản phẩm nướng hay cần thời hạn sử dụng lâu dài. Độ bền của Aspartame phụ thuộc vào pH, nhiệt độ, thời gian và hoạt độ nước. Aspartame rất bền trong những sản phẩm đông lạnh. (Dziezak, 1986; Bell et al., 1991; Tsoubeli et al., 1991; Homler, 1984; Graves et al., 1987; Huang et al., 1987; Neiderauer, 1998) Độ bền của Aspartame khi hòa tan trong nước chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. Tại nhiệt độ phòng, Aspartame bền tại các giá trị pH trong khoảng từ 3.4 đến 5 và bền nhất tại pH 4.3. Tại đây, chu kỳ bán rã của Aspartame khoảng 300 ngày. Tại pH 7, chu kỳ bán rã của Aspartame chỉ khoảng vài ngày. Hầu hết các thức uống giải khát có pH trong khoảng 3 đến 5, do đó Aspartame khá bền. Trong những sản phẩm cần thời hạn sử dụng lâu, đôi khi Aspartame được trộn chung với những chất tạo ngọt khác bền hơn, như Saccharine. Trong dung dịch, khi được cất giữ trong khoảng nhiệt độ từ 30o đến 80oC, Aspartame dần bị biến đổi thành  HYPERLINK "" diketopiperazine. (Pattanaargson et al., 2000) Do đó, Aspartame không được sử dụng trong cái sản phẩm bị đun nóng tại nhiệt độ cao. Tại pH nhỏ hơn 3.4, liên kết peptide bị phá vỡ và tại pH lớn hơn 5, phản ứng đóng vòng xảy ra tạo thành  HYPERLINK "" diketopiperazine. Trong cả 2 trường hợp, sự chuyển hóa đều dẫn đến sự đánh mất vị ngọt. Aspartame đạt độ tan lớn nhất tại pH 2.2 (20 mg/ml tại 25oC) và độ tan thấp nhất tại pH 5.2 (pHi) (13.5 mg/ml tại 25oC) Trong những thức uống có dạng bột, nhóm Amine trong Aspartame có thể xảy ra phản ứng Maillard với nhóm aldehyde có trong các hợp chất thơm. Ứng dụng Aspartame là thành phần của hơn 6000 loại thực phẩm và thức uống, như thức uống dành cho người ăn kiêng, nước giải khát, thức ăn nhanh, ngũ cốc, kẹo cao su không đường, nước ép, trà, cà phê pha sẵn, yogurt… Là sự thay thế đường thông thường chính dành cho những bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường. Tuy nhiên, do không bền nhiệt, Aspartame không được sử dụng trong các sản phẩm nướng. Do đó, Aspartame phải chia sẻ thị phần với Sucralose (loại đường có khả năng bền nhiệt tốt) Hình 3.13: Quá trình Aspartame biến đổi thành  HYPERLINK "" diketopiperazine 3.2.5 Sucralose Công thức hóa học: C12H19Cl3O8 Khối lượng nguyên tử: 397.64g Sucralose còn có những tên khác như TrichloroSaccharose hay E955 Hình 3.14: Sucralose Lịch sử phát hiện: Năm 1967: được những nhà khoa học từ Tate & Lyle, cùng làm việc với hai nhà nghiên cứu Leslie Hough và Shashikant Phadnis thuộc trường Queen Elizabeth College (nay thuộc bộ phận trường King’s College London) Năm 1991: Được phép sử dụng Sucralose tại Canada Năm 1993: Được phép sử dụng Sucralose tại Úc Năm 1996: Được phép sử dụng Sucralose tại New Zealand Năm 1998: Được phép sử dụng Sucralose tại Mỹ Năm 2004: Được phép sử dụng Sucralose tại Châu Âu Và đến năm 2008: Sucralose đã được sử dụng trên hơn 80 quốc gia Tính chất Có độ ngọt xấp xỉ 600 lần so với Saccharose, gấp 3.3 lần so với Aspartame và gấp đôi so với Saccharine. Bền nhiệt và bền trong nhiều điều kiện pH. Do đó, Sucralose được sử dụng trong sản phẩm nướng và những sản phẩm cần thời hạn sử dụng lâu dài. Nhiệt độ sôi: 125oC Độ tan: 283g/L (20oC) Ứng dụng: Được sử dụng trong hơn 4500 sản phẩm thực phẩm và nước uống. Bên cạnh đó, Sucralose còn được tìm thấy trong những sản phẩm khác như: Trái cây đóng hộp Sốt cà chua Sản phẩm dành cho bệnh nhân tiểu đường Kẹo cao su Các sản phẩm nướng Ngũ cốc Salad trộn Hỗn hợp chocolate nóng Yogurt Độ an toàn của Sucralose No side effects and toxicKhông gây tác dụng phụ và không độc hại 2.3.No Effect on Short or Long-Term Blood Glucose ControlKhông gây hiệu ứng ngắn hoặc dài hạn đến khả năng kiểm soát Glucose trong máu. Không mang năng lượng 4.No Calories or Carbohydrates5.Do Not Cause Tooth DecayKhông gây sâu răng  Độ ngọtKhả năng gây ung thưĐộ bền nhiệtThời hạn sử dụngSucralose600XKhôngCóRất lâuAspartame200XKhông rõKhôngNgắnSaccharine500XCóCóLâuAcesulfame K200XKhôngCóLâu Bảng 3.2: So sánh các loại đường 3.2.6 Siêu bột ngọt: Siêu bột ngọt này có tên là Disodium 5’-Guanylate + Disodium 5’-Inosinate, hay còn gọi là chất I & G, là chất được kết hợp từ hai chất Disodium 5’-Guanylate và Disodium 5’-Inosinate. Hình 3.15: Siêu bọt ngọt Tính chất Có vị ngọt như nước hầm thịt, độ ngọt gấp gần 75 lần bột ngọt thông thường Siêu bột ngọt hoàn toàn không có giá trị dinh dưỡng mà chỉ là chất điều vị, làm tăng cảm giác ngọt. Tác động lên trung ương thần kinh vùng cảm nhận thèm ăn, kích thích thèm ăn. Ứng dụng Trong chế biến thực phẩm, người ta cho siêu bột ngọt này vào để làm tăng vị ngọt của thịt, hay tạo ra một sản phẩm hoàn toàn không có thịt nhưng lại có vị như nước hầm thịt. Ví dụ: trong các món canh của các bếp ăn tập thể hay các quán cơm giá rẻ người ta chỉ dùng nước, muối, bột ngọt và siêu bột ngọt (có trong bột nêm) để tạo ra nước canh như nước hầm thịt. Nước mắm cũng chỉ có nước, muối, hương nước mắm và siêu bột ngọt. Siêu bột ngọt còn phổ biến trong bột nêm, bột gia vị, tất cả món ăn chế biến sẵn, hay dùng ướp thịt và các món ăn khác trong các bếp ăn, nhà hàng nhằm tăng giả tạo độ ngọt của thịt Độ an toàn Bác sĩ K. Ekelman và bác sĩ K. C. Raffaele, Bộ Thực phẩm và thuốc của Hoa Kỳ, cho biết các nhà khoa học về độc chất đang nghi ngờ khi hai chất Disodium 5’-Guanylate và Disodium 5’-Inosinate kết hợp với nhau sẽ tạo ra rất nhiều độc chất mới có thể gây quái thai và gây rối loạn chuyển hóa. Đồng thời các công trình nghiên cứu trên chuột đực và chuột mang thai đã và đang tiến hành. Trong danh mục các chất phụ gia được phép sử dụng trong thực phẩm của Bộ Y tế ban hành năm 2001 không có chất này. Như vậy về nguyên tắc chất này không được sử dụng trong thực phẩm và đơn vị nào muốn sử dụng đều phải xin phép Cục An toàn vệ sinh thực phẩm – Bộ Y tế. Tùy vào năng lực kiểm soát an toàn chất này trong thực phẩm của đơn vị sản xuất thực phẩm mà Cục An toàn vệ sinh thực phẩm cân nhắc cho phép sử dụng hay không. Chúng ta không lạm dụng chất này vì bản chất nó không có dinh dưỡng và chúng ta bị đánh lừa cảm giác, dẫn đến ăn uống nhiều nhưng thiếu chất, có thể suy dinh dưỡng nếu sử dụng quá nhiều các loại thực phẩm có sử dụng chất này hằng ngày. Nếu sử dụng quá nhiều chất này chắc chắn có nguy cơ tác hại về lâu dài trên các cơ quan chuyển hóa và sinh sản như các nhà khoa học Hoa Kỳ cảnh báo. Giải pháp Mua các loại xương heo, bò, gà… vào sáng sớm để xương còn tươi, độ ngọt cao, thơm và an toàn vệ sinh. Hầm liên tục trên bếp nhiều giờ, càng lâu càng ngọt. Nước cốt sau khi hầm cất vào tủ lạnh để dùng nhiều lần. TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Việt Mẫn, 2006, Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức uống. Tập 2: Công nghệ sản xuất thức uống, nxb Đại học Quốc gia TpHCM, 259p http:// HYPERLINK "" class.fst.ohio-state.edu/.../Hiintsw/neotp.htm  HYPERLINK ""  http:// HYPERLINK "" thanhnien.easyvn.com/godauinfo/trangchu/trangchu.php?username=godauinfo&id=1&file=trangchu/trangchu.php  HYPERLINK "" www.biochem.arizona.edu www.buskeismus.de  HYPERLINK "" www.cardiff.ac.uk/biosi/staffinfo/jacob/teaching/sensory/taste.html#ArtificialSweetners  HYPERLINK "" www.greenfacts.org/en/Aspartame  HYPERLINK "" www.inchem.org/documents/jecfa/jecmono/v042je07.htm  HYPERLINK "" www.polyol.org  HYPERLINK "" www.thegioisuckhoe.com/dinh-duong/tin-dinh-duong/khong-lam-dung-sieu-bot-ngot  HYPERLINK "" www.shilang-pharma.com/product/346-Sucralose-56038-13-2-c4cd  HYPERLINK "" www.wikipedia.org